[发明专利]一种煤地层井组式电加热热解开采工艺

权利要求书

1.一种煤地层井组式电加热热解开采工艺，其特征在于，具体步骤如下：

(1)目标煤层的选择：对含煤区域进行地质研究以确定煤层的地质结构参数，要求目标煤层埋深一般大于1300米，小于2500米，目标煤层单层厚度一般要求4米以上，煤层顶、底板盖层发育完整且致密，有较高结构强度，煤的综合含水一般小于15％，煤质一般是中等煤化程度烟煤以下煤种，同时要求在开发区域内无明显断层，且煤层与水层无沟通；

(2)开发井组的部署：煤层煤炭的热解开发，主要通过在煤层部署水平井井组，以水平井组作为热量的输入通道来进行电加热，使煤层升温热解；

(3)将交流三相电的三相分别为三个单独的加热器供电来同时对三口井的煤层加热，在井口，变压器的输入端与电网相接，输出端分别接三根独立的加热电缆，每根加热电缆在入井端端部将芯部电缆与外表金属护套相连通构成接地端，加热电缆为矿物绝缘加热电缆，单相矿物绝缘电缆可长期在700℃左右的环境中工作，具有比三相矿物绝缘电缆更高的使用寿命和加热功率，根据具体加热功率要求来确定变压器容量及输出电压，电缆在制造时，按传输段的冷端及加热段的热端两种不同发热功率要求来设计生产，同时系统电路设有短路保护、漏电保护、超温保护等保护功能，整个加热系统按设定的运行要求自动运行；

(4)建井工程完成并检验合格后，按流程下入配套的加热电缆：当一套加热系统的三支加热电缆按要求分别下入三口井以及其他配套设施也安装到位后，便可开始对加热器通电加热煤层，加热过程中，通过与加热电缆绑定下入水平井段的不同部位——近下入端、中部、近输出端——的测温元件来掌握水平井中煤层温升情况，当一处测温点或多处测温点测得温度达到设定温度时，即停止加热并使热量向煤层深部扩散，当测量点温度低于设定低限温度时，加热系统自动启动加热程序，进行下一个加热周期的运行，产出井井口设置有压力表及温度表，压力表观察井内的压力变化情况，并控制生产井井口的开关，保证生产的正常进行，温度表观察井口产出产品的温度情况，关联井口产出品的处理并作为井口产量控制的一个参数。

2.如权利要求1所述的一种煤地层井组式电加热热解开采工艺，其特征在于，在此加热方式下发生的热解反应基本为煤的低温慢速热解的范畴，开发井组的部署，涉及到两个方面的基本内容，分别为井组井型和开发单元的确定。

3.如权利要求2所述的一种煤地层井组式电加热热解开采工艺，其特征在于，井组井型，主体井型为包括依煤层走势的煤层水平井段的“U”形井，井组由互相平行的水平井构成，为实现目标区域内煤炭资源的体积加热及高效开发利用，在每个开发单元内都要部署一定数量的水平井数，一般为3的倍数，水平井组有如下几种基本模式，分别为平行u形井，开发单元内各个井均为单独且互相平行的u形井；v字交叉平行的u形井，一对u形井在产出端交汇，共用一个产出井，而开发单元内的煤层热解段均为互相平行的水平井；“山”形交叉平行的u形井，三口井共用一个产出端，而开发单元内的煤层热解段均为互相平行的水平井。

4.如权利要求3所述的一种煤地层井组式电加热热解开采工艺，其特征在于，井型的选择主要依据地质条件，建井工程成本及地表条件确定，在一个生产开发单元内可以是一种井型或者多种井型的组合、演变。

5.如权利要求3所述的一种煤地层井组式电加热热解开采工艺，其特征在于，井组的基本参数为：每层内水平井井段长度一般大于300米，小于1500米；水平井井距一般大于10米，小于50米，每组井的完井要求，水平段为金属筛管完井，直井段按耐热、耐腐及特殊设计的隔热结构来完井。

6.如权利要求2所述的一种煤地层井组式电加热热解开采工艺，其特征在于，开发单元规模的确定，主要依据资源的地址条件、项目的建设规模、开发进度要求来决定，同时要保证资源的合理高效利用，在同一个开发单元之内，各口井的开发要求基本同步进行。

7.如权利要求6所述的一种煤地层井组式电加热热解开采工艺，其特征在于，每个开发单元水平井数量为3的倍数；如果采用三相加热电缆加热则同时开发井数不一定为3的倍数。